Física I - Aula 12

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CIÊNCIAS DA NATUREZA
E SUAS TECNOLOGIAS
F B O N L I N E . C O M . B R
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PROFESSOR(A): PAULO LEMOS
ASSUNTO: LEIS DE NEWTON
FRENTE: FÍSICA I
OSG.: 119160/17
AULA 12
EAD – MEDICINA
Resumo Teórico
Introdução
As Leis de Newton foram publicadas pelo físico britânico Isaac 
Newton no século XVII, no seu livro chamado Principia. Três são as Leis 
de Newton e se fundamentam em estudos experimentais de corpos 
em movimento, regendo todo o fundamento da mecânica clássica.
D
om
ín
io
 P
úb
lic
o
Pc
an
zo
/1
23
RF
/E
as
yp
ix
 KENELLER, Sir Godfrey (1646-1723). Pintura de Isaac Newton, 1689.
Dinâmica
A palavra “dinâmica” vem do grego dynamike e signifi ca 
“forte”. Em física, a dinâmica é a parte da mecânica que estuda o 
movimento de um corpo e suas causas. Podemos citar vários exemplos 
da interação de um ou mais corpos:
1. Um jogador chutando uma bola.
2. A atração da Terra sobre os corpos.
Os Princípios de Dinâmica foram formulados por Galileu, no 
entanto, foi Newton quem os enunciou da forma que conhecemos 
hoje. 
Força
É uma grandeza física que tem a capacidade de vencer a inércia 
de um corpo, sendo capaz de:
1. Produzir movimento
Força Resultante Força Resultante
Movimento
Força Resultante
2. Modifi car um movimento
F
F
V
1
V
2
3. Deformar um corpo
A
nd
re
s 
Ro
dr
ig
ue
z/
12
3R
F/
Ea
sy
pi
x
Unidades de força
MKS (SI): newton ( N )
CGS: dina ( dyn )
MKfS: quilograma força ( Kgfs )
1 N = 105 dyn
X 105
105
N dyn
X 9,8
9,8
Kgf
1 Kgf = 9,8 N
N
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MÓDULO DE ESTUDO
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Leis de Newton
Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia)
Se a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo 
for constantemente nula (F
R
 = 0), ou o corpo estará em repouso 
ou realizará movimento retilíneo uniforme, ou seja, com a ausência 
de forças, não existe agente capaz de alterar o estado de equilíbrio 
estático ou dinâmico do referido corpo. As fi guras abaixo ilustram bem 
a Primeira Lei de Newton:
Segunda Lei de Newton (princípio fundamental)
Observe a fi gura abaixo.
A aceleração adquirida pela caixa é diretamente proporcional 
à resultante de todas as forças que agem na mesma e inversamente 
proporcional à sua massa, ou seja:
a
Fr
m
ou Fr m a
�
��
�� �
= = ·
Terceira Lei de Newton (Princípio da Ação e 
Reação)
Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá 
deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e de sentido 
contrário, logo, podemos concluir que:
Toda ação provoca uma reação de mesmo valor, mesma direção 
e sentidos opostos, atuando em corpos distintos. Veja a ilustração 
abaixo.
A B
FBAFBA
FABFAB
Inércia
1. Todo corpo em repouso, tende, por inércia, a permanecer em 
repouso.
2. Todo corpo em movimento, tende, por inércia, a permanecer em 
movimento.
3. Todo corpo em movimento, tende a se mover em linha reta.
 
Exercícios
01. (PUC-MG) De acordo com a Terceira Lei de Newton, a toda força 
corresponde outra igual e oposta, chamada de reação. A razão 
por que essas forças não se cancelam é:
A) elas agem em objetos diferentes.
B) elas não estão sempre na mesma direção.
C) elas atuam por um longo período de tempo.
D) elas não estão sempre em sentidos opostos.
02. (UFPei) Considere que um caminhão-tanque, ao abastecer um 
posto de gasolina, se encontra em repouso, apoiado sobre um 
piso plano e horizontal, sem atrito.
 É correto afi rmar que a menor força capaz de deslocar esse 
caminhão é
A) uma força que depende da natureza das superfícies de contato.
B) uma força que está relacionada com a área de contato entre 
as suas superfícies.
C) igual à força de atrito estático máxima.
D) uma força proporcional à reação normal de apoio.
E) qualquer força, por menor que seja, desde que haja uma 
componente horizontal.
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MÓDULO DE ESTUDO
03. (ITA-SP) A fi gura mostra uma pista de corrida A, B, C, D, E e F, 
com seus trechos retilíneos e circulares percorridos por um atleta 
desde o ponto A, de onde parte do repouso, até a chegada em F, 
onde para. Os trechos BC, CD e DE são percorridos com a mesma 
velocidade de módulo constante.
 Considere as seguintes afi rmações:
I. O movimento do atleta é acelerado nos trechos AB, BC, DE e EF;
II. O sentido da aceleração vetorial média do movimento do atleta 
é o mesmo nos trechos AB e EF;
III. O sentido da aceleração vetorial média do movimento do atleta 
é para sudeste no trecho BC, e, para sudoeste, no DE.
 Então, está(ao) correta(s)
A) apenas I.
B) apenas I e II.
C) apenas I e III.
D) apenas II e III.
E) todas.
04. (PUC-MG) Um automóvel, com uma massa de 1200 kg, tem 
uma velocidade de 72 km/h quando os freios são acionados, 
provocando uma desaceleração constante e fazendo com que o 
carro pare em 10s. A intensidade da força aplicada ao carro pelos 
freios vale, em newtons:
A) 3600
B) 2400
C) 1800
D) 900
05. (ITA-SP) Equipado com um dispositivo a jato, o homem-foguete 
da fi gura cai livremente do alto de um edifício até uma altura 
h, onde o dispositivo a jato é acionado. Considere que o 
dispositivo forneça uma força vertical para cima de intensidade 
constante F.
 
H
m
solo
F
h
 Determine a altura h para que o homem pouse no solo com 
velocidade nula. Expresse sua resposta como função da altura H, 
da força F, da massa m do sistema homem-foguete e da aceleração 
da gravidade g, desprezando a resistência do ar e a alteração da 
massa m no acionamento do dispositivo.
06. (PUC-RJ) Um paraquedista salta de um avião e cai em queda livre 
até sua velocidade de queda se tornar constante. 
 Podemos afi rmar que a força total atuando sobre o paraquedista 
após sua velocidade se tornar constante é:
A) vertical e para baixo.
B) vertical e para cima.
C) nula.
D) horizontal e para a direita.
E) horizontal e para a esquerda.
07. (PUC-MG) Uma corda horizontal está esticada em virtude de se 
ter aplicado, em cada uma de suas extremidades, uma força de 
20N. A tensão suportada pela corda é de:
A) 40 N
B) 20 N
C) 10 N
D) Nula
E) 50 N
08. (Ufscar-SP) 
cavalo carreta 1
engate 1 engate 2
carreta 2
A) Construa a expressão, em termos das forças indicadas, que 
determina a intensidade da força resultante no primeiro engate, 
enquanto a carreta é mantida sob aceleração constante.
B) Alguns motoristas arriscam muito quando se trata de 
segurança. Uma ação perigosa é “andar na banguela”, isto é, 
com as rodas livres, sem marcha engatada. Supondo desprezível 
o atrito nos mancais do caminhão durante uma “banguela”, 
determine a velocidade que uma dessas carretas atingiria no 
ponto mais baixo de um vale, após ter iniciado a descida, a 
partir do repouso, de um ponto a 45 m de altura, relativamente 
ao fundo do vale.
 Dado: g = 10 m/s2.
09. (PUC-MG) Considerando-se o conceito de massa, pode-se dizer:
A) A massa de um objeto depende do valor da aceleração da 
gravidade.
B) A massa depende da quantidade de material que constitui um 
objeto.
C) A massa de um objeto depende da sua localização.
D) Massa e peso são a mesma quantidade.
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MÓDULO DE ESTUDO
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10. (FGV-SP) Uma caixa encontra-se sobre um plano horizontal e sobre 
ela uma força constante de intensidade F atua horizontalmente 
da esquerda para a direita, garantindo-lhe um movimento retilíneo 
e uniforme. Com base nas leis de Newton, analise:
I. Uma pessoa, dentro da caixa e impedida de ver o exterior, 
teria difi culdade em afi rmar que a caixa possui movimento 
relativamente ao plano horizontal;
II. A força resultante sobre a caixa é um vetor horizontal, que 
possui sentido da esquerda para a direita e intensidade 
igual a F ;
III. O componente do par ação/reação correspondente à força F 
é outra força que atua sobre a caixa, horizontalmente, com a 
mesma intensidade de F , porém de sentido da direita para a 
esquerda.
 Está correto o contido em:
A) I, apenas.
B) III, apenas.
C) I e II, apenas.
D) II eIII, apenas.
E) I, II e III.
11. (UFMG-MG) José aperta uma tachinha entre
os dedos, como mostrado nesta fi gura:
 A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e 
a ponta, no indicador.
 Sejam F(i) o módulo da força e p(i) a pressão que a tachinha faz 
sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas grandezas 
são, respectivamente, F(p) e p(p).
 Considerando-se essas informações, é CORRETO afi rmar que
A) F(i) > F(p) e p(i) = p(p).
B) F(i) = F(p) e p(i) = p(p).
C) F(i) > F(p) e p(i) > p(p).
D) F(i) = F(p) e p(i) > p(p).
12. (UFSM-RS) “Excelentes cavaleiros eram os indígenas pampeanos 
(charruas, minuanos etc.) que se destacavam na montaria de 
cavalos vindos da Europa.”
 
 Um pampeano é lançado para a frente quando o cavalo, assustado 
com uma cobra, para de repente. O fato de o indígena não parar 
ao mesmo tempo que o cavalo pode ser atribuído a seu(sua)
A) massa.
B) peso.
C) altura.
D) impulso.
E) força. 
13. (PUC-MG) Um trator, com velocidade constante, puxa 
horizontalmente um tronco de árvore por meio de uma corrente, 
exercendo sobre ela uma força de 1000N. Considerando-se que 
o tronco tem um peso 1500N, a força resultante sobre o tronco 
vale:
A) 1000 N
B) 500 N
C) 0
D) 2500 N
14. (Cesgranrio-RJ) Tendo sido danifi cado um trecho da estrada, o 
motorista de um ônibus foi obrigado a tomar um desvio, conforme 
indicado na fi gura.
trecho danifi cado
desvio
RQ
P S
 Ao fazê-lo, o motorista julgou que não seria necessário frear 
e manteve a velocidade escalar do ônibus. Um passageiro, no 
entanto, reclamou desta decisão, pois foi “sacudido” de uma 
extremidade para outra do banco em que estava sentado. Qual 
das opções abaixo indica corretamente de qual das extremidades 
do banco (direita ou esquerda) o passageiro foi sucessivamente 
jogado, ao longo da trajetória (P, Q, R e S) do ônibus?
15. (PUC-MG) O gráfi co mostra a velocidade (v) de um objeto em 
movimento retilíneo, em função do tempo t.
1,2
0,0
0,0
0,2
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
t (s)
1,4 1,6 1,8 2,0
0,4
0,6
0,8
1,0
V
 (m
s)
 Sobre a força resultante e a aceleração do objeto, é correto afi rmar:
A) No instante t = 0,8 s, a aceleração do objeto é nula.
B) No instante t = 1,2 s, a força resultante sobre o objeto é maior 
que no instante t = 1,6 s.
C) A partir do instante t = 1,2 s, a força resultante sobre o objeto 
é nula.
D) Entre os instantes t = 1,0 s e t = 1,6 s, o objeto fi ca sujeito a 
uma aceleração centrípeta.
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Resolução
01. Duas forças só podem se anular quando agem no mesmo corpo.
Resposta: A
02. Como não existe atrito, qualquer força horizontal, por menor que 
seja, moverá o caminhão-tanque.
Resposta: E
03. 
I. Falso – só no trecho AB o movimento retilíneo acelerado 
(a aceleração e a velocidade vetoriais têm direção vertical e 
sentido para o norte);
II. Correta – AB – vide I, e EF – movimento retardado (a velocidade 
tem direção vertical e sentido para o Sul e a aceleração tem 
sentido contrário, pois está freando-0);
III. Correta – Nesses trechos de MCU, a aceleração é centrípeta 
e dirigida para o centro da circunferência.
Resposta: D
04. V = V
o
 + a · t → 0 = 20 + a · 10 → a = – 20/10 → a = – 2 m/s2 
(negativa, pois está freando).
V = 0
t = 10 s t = 0
FF
V = 20 m/s
 F = ma → F = 1.200 · (–2) → F = – 2.400 N (negativa, pois é 
contrária ao movimento) → intensidade (2.400N).
Resposta: B
05. O exercício quer h em função de H, F, m e g.
– Queda livre de X = H – h → Torricelli → V2 = V
o
2 + 2 · a · ∆S → 
V2 = 0 + 2 · g · X → V g H h= ⋅ ⋅ −( )( )2 .
– No início de h, onde V g H ho = ⋅ ⋅ −( )( )2 , a força F é acionada, 
adquire nova aceleração a e chega com V = 0 no solo. → 
Torricelli → V2 = V
o
2 + 2 · a · ∆S → 0 2 2
2
= ⋅ ⋅ −( )( )

 + ⋅ ⋅g H h a h → 
→ a = g(H – h)/h I (aceleração de queda no trecho H)
– Forças que agem sobre ele no trecho h.
 
v
F
P
F
R
 Desce freando (F
R
 para cima) com aceleração de módulo a, de 
modo que: F
R
 = m · a → F – P = m · a → m · g + F = m · a → 
a = (F – m · g)/m II
 Igualando I com II → g(H – h)/h = (– m · g + F)/m → mgH = Fh → 
h = mgh/F
06. Quando a velocidade se torna constante, a aceleração passa a ser 
nula. Portanto, a força resultante também será nula.
Resposta: C
07. Observe:
F= 20 N F = 20 N
 A tensão suportada pela corda é a força aplicada em uma de suas 
extremidades, ou seja, 20 N.
Resposta: B
08.
A) Admitindo que o engate seja um elemento ideal (m = 0) de 
transmissão de forças, conclui-se que a resultante das forças 
no primeiro engate é nula.
B) Torricelli → V2 = 02 + 2 · 10 · 45 → v = 30 m/s.
09. Massa é a quantidade de matéria de um objeto, logo independe 
de outras grandezas.
Resposta: B
10. Somente o item I é verdadeiro, pois o observador, sem ver o 
exterior, perde o referencial.
Resposta: A
11. Observe.
 F
i
 F
p
No equilíbrio F
i
 = F
p
Como:
p
F
A
= e com A
i
 < A
p
 p
i
 > p
p
Resposta: D
12. Massa é a medida da inércia de um corpo. Como o homem e o 
cavalo têm massas diferentes, terão inércias diferentes.
Resposta: A
13. Observe:
F = 1000 N
P = 1500 N
F
inicial
 = 1000 N
H = 1000 N
Como a velocidade é constante a força resultante será nula.
Resposta: C
14. P – esquerda, Q – direita, R – direita e S – esquerda.
15. Como a partir do instante 1,2 s a velocidade tem valor constante, 
a aceleração será nula. Logo, a força resultante também será nula.
Resposta: C
SUPERVISOR/DIRETOR: Marcelo Pena – AUTOR: Paulo Lemos
DIG.: Cl@udi@ – 07/10/17 – REV.: Lucelena